Heidelberg:

Nanobodies versus Noroviren: Forscher entdecken neue Form von Behandlung

Stand: 17.03.15 13:56 Uhr

Die meisten Fälle von Darmgrippe werden von Noroviren ausgelöst. Forschern aus dem DKFZ ist es jetzt gelungen, eine Art Miniatur-Antikörper - sogenannte Nanobodies - herzustellen, mit denen sie die Struktur der Viren besser aufklären konnten. Die Nanobodies waren in der Lage, Noroviren in Stuhlproben nachzuweisen und die Erreger in der Kulturschale zu zerstören. Damit sind sie möglicherweise dazu geeignet, Norovirus-Infektionen nicht nur besser zu diagnostizieren, sondern auch deren Symptome zu behandeln.

Die Infektion mit den hochansteckenden Noroviren ist normalerweise zwar
nicht tödlich, kann aber zu einer Reihe von unangenehmen Symptomen wie
Durchfall und Erbrechen führen. Die Behandlung beschränkt sich derzeit
darauf, den Patienten mit ausreichend Flüssigkeit zu versorgen. Weil so
viele verschiedene Noroviren-Stämme existieren, die sich ständig verändern,
sei sowohl die Entwicklung einer vorbeugenden Impfung als auch einer
wirksamen Therapie äußerst schwierig, sagt Dr. Grant Hansman, Virologe und
Leiter der CHS-Nachwuchsgruppe Noroviren am Deutschen Krebsforschungszentrum
und der Universität Heidelberg. Die Gruppe wird durch die C.H.S.-Stiftung
gefördert.

Wissenschaftler aus Hansmans Arbeitsgruppe entdeckten kürzlich, dass ein so
genannter Nanobody - eine Art Miniatur-Antikörper - an Norovirus-ähnliche
Partikel (VLPs) binden kann. Bei VLPs handelt es sich gewissermaßen um die
Proteinhüllen der Viren, denen jedoch das Erbmaterial fehlt. Nanobodies
erkennen und binden ähnlich wie ein Antikörper ein bestimmtes Antigen.
Allerdings seien Nanobodies viel kleiner, stabiler und wesentlich einfacher
und kostengünstiger herzustellen als herkömmliche Antikörper, erklärt
Hansman. Besonders interessant ist, dass der Nanobody Nano 85 die VLPs von
verschiedenen Norovirus-Stämmen erkennt.

Daraufhin testeten die Forscher den Nanobody an Stuhlproben von infizierten
Patienten und konnten damit ein Drittel der virushaltigen Proben als solche
erkennen. Die Forscher müssten den Nachweis mit dem Nanobody noch verbessern,
schränkt Hansman ein, aber weil sich Noroviren ständig verändern, brauche
es dringend neue Werkzeuge, mit denen man neue Varianten dieser Erreger
erkennen könne. Nano 85 könnte ein guter Kandidat dafür sein, so Hansman.

Der Nanobody Nano-85 erkennt eine hervorstehende Struktur auf VLPs
verschiedener Norovirus-Stämme. Hansman beschreibt diese P-Domäne als eine
flexible Struktur, die aus dem Virus hervortritt und sich wie Gras auf
einem Hügel an einem windigen Tag bewegte. Diese Beweglichkeit ermöglicht es
dem Erreger vermutlich, dem Immunsystem immer wieder zu entkommen, sie
könnte ihn andererseits aber auch anfällig für Angriffe machen.

Mithilfe der Röntgen-Kristallographie bestimmten die Wissenschaftler die
Form und die molekularen Komponenten des Komplexes zwischen Nano-85 und der
P-Domäne. Interessanterweise liegt die Stelle, an der der Nanobody an das
Virus bindet, versteckt unter der Oberfläche des VLP. Aus Sicht des Virus
könnte dies eine Strategie sein, besonders anfällige Strukturen vor der
Immunabwehr zu schützen, erklärt Hansman. Als die Wissenschaftler jedoch
versuchten, höher aufgelöste Bilder von der Interaktion im
Elektronenmikroskop zu erhalten, wurden sie überrascht: Es waren keine
intakten VLPs mehr zu finden. Offenbar war Nano-85 in der Lage, die VLPs in
ihre Einzelteile zu zerlegen.

Die Bedeutung der Ergebnisse ist für Hansman klar. Wenn Nano-85 tatsächlich
dazu in der Lage ist, intakte VLPs zu zerstören, könnte das ein
vielversprechender Ansatz sein, um eine Therapie gegen Noroviren zu
entwickeln. Vor allem Krebspatienten mit geschwächtem Immunsystem könnten
davon profitieren, denn eine Impfung würde ihr Immunsystem überfordern. Eine
antivirale Therapie sei für sie besser geeignet, so Hansman.